本發(fā)明涉及電化學，具體涉及二次電池和用電裝置。

背景技術：

1、鋰離子電池因其高的能量密度、自放電小、無記憶效應和較長的循環(huán)壽命而被廣泛應用于3c電子產品、動力汽車和儲能電站等眾多領域，是當下新能源存儲轉換系統(tǒng)中的研究熱點。

2、正極材料對于電池的性能和成本影響非常重要。其中，橄欖石結構的磷酸錳鐵鋰，秉承磷酸鹽材料的橄欖石結構，具有與磷酸鐵鋰相當?shù)陌踩阅?，此外錳元素的加入還極大地提高了磷酸鐵鋰的反應電位。因此，近年來磷酸錳鐵鋰（lmfp）在動力電池市場份額愈來愈高。

3、然而，在電池的使用過程下，lmfp正極材料在快速充電過程中表現(xiàn)出一些限制。在充電初期，正極的電位較高，而在大倍率充電過程中，正極電位的快速上升進一步拉動負極電位的快速下降。這種電位的快速變化導致了大倍率充電階段的顯著縮短，進而不利于電池的充電效率，延長了電池的總體充電時間。

4、因此，需要開發(fā)一種具有更高快充能力的二次電池。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足之處而提供一種二次電池和用電裝置，通過綜合調控二次電池在2c充電條件下低soc的兩個充電平臺的電位差以及電池電位處于第一平臺時對應負極極片的鋰離子擴散系數(shù)，縮短了電池的充電耗時，提高了快充循環(huán)壽命，二次電池具有優(yōu)異的快充能力。

2、為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種二次電池，包括正極極片、負極極片、隔膜和電解液，所述正極極片包括正極集流體和設置于所述正極集流體至少一個表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，所述正極活性材料包括磷酸鹽類材料；

3、對二次電池在25℃下以2c倍率，在2.5~4.25v電壓范圍內進行充電測試得到充電曲線，所述充電曲線中包括三個不同電位的充電平臺，按照電位由低到高的順序，依次記作第一平臺、第二平臺和第三平臺第一平臺與第二平臺之間的電位差記為u，計量單位：v，

4、二次電池的電位處于第一平臺時，對應負極極片的鋰離子擴散系數(shù)為r，計量單位：×10-8cm2/s；

5、所述二次電池滿足如下關系式：0.06≤u×r≤?0.189。

6、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述二次電池滿足如下關系式：0.124≤u×r≤0.152。

7、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述u的范圍為0.07~0.19v。

8、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選實施方案，所述u的范圍為0.13~0.16v。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述r的范圍為0.7×10-8~1.28?×10-8cm2/s。

10、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選實施方案，所述r的范圍為0.9×10-8~1.05×10-8cm2/s。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述磷酸鹽類材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述磷酸鐵鋰的dn50粒徑為0.6~1.5μm。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述磷酸錳鐵鋰的dn50粒徑為60~200nm。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質量比為（1.5~19）∶1。

15、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選實施方案，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質量比為（2~6）∶1。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述負極極片包括負極集流體和設置于所述負極集流體至少一個表面上的負極活性材料層，所述負極活性材料層包含負極活性材料，所述負極活性材料包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳、硅、siox、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

17、在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種用電裝置，包含上述所述的二次電池。

18、本發(fā)明的有益效果在于：

19、本發(fā)明提供了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明通過綜合調控二次電池在2c充電條件下電位較低的兩個充電平臺的電位差以及負極極片在特定條件下的鋰離子擴散系數(shù)，改善了二次電池快充性能，縮短了二次電池的充電耗時，提高了快充循環(huán)壽命。

技術特征：

1.一種二次電池，包括正極極片、負極極片、隔膜和電解液，其特征在于，所述正極極片包括正極集流體和設置于所述正極集流體至少一個表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，所述正極活性材料包括磷酸鹽類材料；

2.?根據(jù)權利要求1所述二次電池，其特征在于，所述二次電池滿足如下關系式：0.124≤u×r≤?0.152。

3.根據(jù)權利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述u的范圍為0.07~0.19v。

4.根據(jù)權利要求3所述二次電池，其特征在于，所述u的范圍為0.13~0.16v。

5.?根據(jù)權利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述r的范圍為0.7×10-8~1.28?×10-8?cm2/s。

6.?根據(jù)權利要求5所述二次電池，其特征在于，所述r的范圍為0.9×10-8~1.05×10-8cm2/s。

7.根據(jù)權利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述磷酸鹽類材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰。

8.根據(jù)權利要求7所述二次電池，其特征在于，所述磷酸鐵鋰的dn50粒徑為90~200nm。

9.根據(jù)權利要求7所述二次電池，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰的dn50粒徑為50~180nm。

10.根據(jù)權利要求7所述二次電池，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質量比為（1.5~19）∶1。

11.根據(jù)權利要求10所述二次電池，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質量比為（2~6）∶1。

12.根據(jù)權利要求1所述二次電池，其特征在于，所述負極極片包括負極集流體和設置于所述負極集流體至少一個表面上的負極活性材料層，所述負極活性材料層包含負極活性材料，所述負極活性材料包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳、硅、siox、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

13.一種用電裝置，其特征在于，包含權利要求1~12任一項所述的二次電池。

技術總結
本發(fā)明涉及電化學技術領域，具體公開了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明的二次電池，包括正極極片、負極極片、隔膜和電解液，所述正極極片中的正極活性材料包括磷酸鹽類材料；對二次電池在25℃下以2C倍率進行充電測試得到充電曲線，其中低電位的兩個電位之間的電位差記為U，二次電池的電位處于最低電位平臺時，對應負極極片的鋰離子擴散系數(shù)為r；二次電池滿足如下關系式：0.06≤U×r≤0.189。本發(fā)明通過綜合調控二次電池在2C充電條件下電位較低的兩個充電平臺的電位差以及負極極片在特定條件下的鋰離子擴散系數(shù)，改善了二次電池快充性能，縮短了二次電池的充電耗時，提高了快充循環(huán)壽命。

技術研發(fā)人員：單旭意,宗峰怡,于佳佳,沈璇璇,江濤
受保護的技術使用者：中創(chuàng)新航科技集團股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19